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告诉三峡:维昂特大坝的教训

1963年,维昂特大坝引起的大洪水冲毁了多个村庄,意大利北部有几千人因此而丧生。地质危险度专家大卫 • N • 皮特利研究了这场灾难,并且思考了它对中国三峡工程有何启示。
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1963年10月9日傍晚,西坠的斜阳照着昏昏欲睡的龙加罗内,这是意大利北部多乐麦地区的一个传统集镇。然而,当次日清晨的第一缕曙光降临时,一切却全都变了样:小镇几乎被完全冲毁,只留下满眼鹅卵石,仅存的几栋建筑的残骸突兀地矗立着。死亡的居民有2,500个,他们的尸体被埋在沉积物里,或者被顺流冲到了几十公里外。这个小镇遭遇了欧洲最严重的水坝灾难,这场洪水正是来自河谷上游一座新建的大坝。

但是,当太阳升起的时候,大坝依旧巍然屹立,直到今天,它还在那里。维昂特的灾难原因并不是大坝的倒塌,而是山体滑坡进入了大坝后面的水库。现在,中国国务院三峡工程建设委员会主任提出要警惕三峡坝址潜在的滑坡灾害,于是人们就想到,也许维昂特可以为这座长江上的著名大坝提供一个可怕的前车之鉴。

维昂特灾难的根源可以追溯到第二次世界大战后意大利的快速发展。这尤其导致了米兰和土伦等意大利北部城市的工业发展,电力需求也随之增加。早在20世纪30年代,维昂特河谷就被认为是一个绝佳的水力发电坝址。这里降雨量大,冰雪融水丰富,还有一个类似峡谷的地形,这意味着只要建一个相对较小的水坝就能储蓄大量的水。大坝的建设开始于1956年,1960年完工。当时,这个大坝被当作一项现代工程的奇迹,它是最高的双曲拱形坝,高出河床265.5米,最大蓄水量为1.15亿立方米。和三峡大坝相比,维昂特的规模微不足道。然而,它所潜藏的破坏性却是巨大的。

灾难 

最早关于大坝滑坡问题的记录是在1958年。由于在大坝的建设过程中以及建成后滑坡都是一个人们熟知的危险,因此,如果没有更早考虑到这个问题反而可能奇怪了。但是,与一些关于三峡大坝的报告的看法正相反,和大坝有关的滑坡并不是由水体的重量引起的,而是因为水库增加了水库岸壁泥土和岩石中的含水量,从而降低了它们的强度。岸壁的弱化使得泥土和岩石不时坍入水库。最大的危险在于,如果滑坡发生得很快,会造成超过大坝的波浪。大型水坝的设计中并没有考虑到这个因素,因此大坝垮塌的危险就很高。

1959年,在大坝完工之前,人们对新水库的岸壁进行了一些很有限的调查。调查中确认了许多已经出现以及潜在的滑坡,但分析显示这些滑坡发生大规模移动的可能性并不大,因此就没有采取什么加固措施,只是设置了一个非常有限的监控系统计划了事。

大坝完工于1960年2月,水库开始蓄水。和三峡一样,第一次滑坡相对较小,早在蓄水开始后不久的3月就发生了。人们没把这次滑坡当回事,也没把它当成更大问题发生的警告。但是,从1960年10月开始,大家就不得不关心了。水库南岸裂开了一条两公里长的缝隙,在一个1,700米长、1000米宽的区域内可能会发生一次巨大的滑坡。山体在不断移动,尽管每天只有3到4厘米。11月4日,当时的蓄水深度已经达到180米,在短短10分钟之内,滑坡山体前部有大约70万立方米塌入水中。这一事件终于引起大坝管理者的注意,但他们的反应却为后面的灾难埋下了种子。他们正确地认定了这个巨大滑坡的严重威胁,但是他们没有放弃大坝,而是竭力控制山体下滑的速度,希望以此消除危险。当然,水库只蓄了一部分水,这样就可以在坝址周围修一个隧道,让水库上面剩下的水流到大坝那里,继续发电。

1961年的大部分时间,水库的水位都被故意放得很低,以便进行隧道的施工。当年10月,水库再次做好准备,重新开始蓄水。人们计划在滑坡的移动得到控制时,慢慢把水库注满。目的就是让滑坡山体缓慢地滑入水库,如果移动速度太快,就降低水面让它放缓。这样,就可以通过变化水库水面高度来控制滑坡的移动了。管理者们清楚地感觉到自然就掌握在他们手里。

从1961年10月到1962年11月,水库的水面缓慢升高。1962年底,由于滑坡速度变得太快,水库放掉了一部分水,因而有效地制止了滑坡。接着1963年4月再次开始蓄水,到9月初,水深达到245米。滑坡的速度慢慢加快,于是10月水库又把水放干。但不幸的是,已经太晚太晚了。 


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1963年10月9日晚上10点38分,灾难降临,滑坡发生了。整个山体有5亿辆标准尺寸的沙龙轿车那么重,滑了大约500米拍进水库。滑动不断加速,就像赛车冲出起跑线时那么快,山体进入水库时的速度已经达到大约110公里/小时,把峡谷加深到400米。然后一部分山体一直冲上对岸,弹起140米高,把前面大量的水压了出去。掀起的滔天大浪冲进了卡索村较低的部分,房子立刻被冲走,其实这里比水面要高出260米。较高地方的房子幸运一些,但大部分也被滑坡所激起的空气冲击波严重破坏。

但最坏的还在后面。被山体压出的水漫出水库,进入大坝。水量太大了,有大约3千万立方米溢出了坝顶。被拔掉的树木表明,洪水达到坝顶上方245米的地方,也就是说,洪水比河床高出了约500米。巨大的洪水在毫无预警的情况下冲进下游的村庄,大部分的遇难者都死在了床上,对于逼近的灾难一无所知。龙加罗内、皮拉戈、维拉诺瓦、利瓦尔塔和法埃等村庄几乎无人幸免。

 教训

灾难过后,人们不可避免地会从中吸取许多教训。从那以后,对于任何可能修建水库地点的山壁,大坝设计者们都调查得格外仔细,以保证不会有任何发生灾难性滑坡的可能。在水库蓄水过程中和完成后,水库岸壁都得到严密监控,以确保不会发生滑坡。而滑坡一旦被确认,就会得到监控,有时会进行修补。即使最小的水库,这种监控也是一项主要任务。

正是在这个背景下,最近关于三峡坝址潜在滑坡的讲话才引起了这么大的关注。这两个工程实在太相似了:两座大坝的建设都发生在经济快速发展时期;都被当作挑战现有技术极限的当代奇迹;滑坡都是在蓄水初期就开始发生,并逐渐加剧;人们都相信自然是可以征服的;就连两个坝址的地质情况都十分相似。

那么,三峡大坝能从中得到什么启示呢?多数地质学家认为三峡不会像维昂特那样,滑坡引起的巨浪漫过坝顶。大部分潜在的滑坡都离大坝本身很远,也就是说,当浪头达到大坝时,其大小就不足以达到坝顶了。但是,这样一个滑坡可以掀起和维昂特一样高的大浪,水库周边、滑坡近侧的村镇将受到严重威胁。这样的滑坡对几十公里外江上的大小船只来说也是十分危险的。最让人担心的大概还是滑坡有可能造成一个堰塞坝,其后面会形成一个地势更高的新湖泊。当河水到达堰塞坝顶的时候,它几乎一定会崩溃,这样形成的大浪对大坝来说是最危险的。很清楚,政府必须迅速行动起来,高度关注这个问题,尽可能动用最好的技术和专家,确保三峡大坝周边人民的安全。

 

大卫 • N • 皮特利是杜伦大学地理学系地质危害与危险度研究室"威尔森"主任。

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匿名 | Anonymous

我担心的不仅仅是滑坡

埃及的阿斯旺大坝造成了一场巨大的生态灾难,其中包括河岸附近地区血吸虫病的猖獗,作为库区人,真的觉得很担心。

Mudslide is not the only thing I worry about.

The Aswan Dam in Egypt has caused a major ecological disaster, including the epidemic of schistosomiasis along the banks of the Nile. As a resident living around the reservoir, I'm seriously concerned about the security problem.